JP2755313B2

JP2755313B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2755313B2
Application number: JP1338316A
Authority: JP
Inventors: 信孝三宅
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JPH03201678A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は画像処理装置、特に入力したデジタル画像デ
ータの階調数より少ない階調数の画像データに変換する
画像処理装置に関するものである。

［従来の技術］従来、例えばカラーイメージスキヤナ等の画像入力装
置から入力した多値画像情報を１画素につき１色で印刷
するプリンタ側に出力する場合、一般的に各色独立に組
織的デイザ法、濃度パターン法等の処理がとられてい
た。

しかしながら、デイザ法においては、解像度と階調性
が背反条件となり、高い階調性を得ようとすれば、より
大きなデイザマトリツクスを組まなければならないとい
う問題がある。また濃度パターン法においては原情報の
１画素を複数の画素に振り分ける為、解像度の低下を生
じてしまう。

ところで、近年になつてきて誤差拡散法が注目される
ようになつてきた。この手法によれば、解像度、階調性
の両方とも満足する画像が得られるというメリツトがあ
る。しかしながら、ある一定の濃度領域で鎖状の不快な
テクスチヤが表われたり、また低濃度領域においてドッ
トがつながる等、画像品位を著しく劣化させているとい
う問題点があつた。また、カラー画像の２値化におい
て、各色独立に２値化していく為に単色の２値化では発
生しなかつた部分に不快なテクスチヤが表われたりする
という問題点があつた。

本発明はかかる問題点に鑑み成されたものであり、入
力したデジタルカラー画像データを、より階調数の少な
い出力カラー画像データに量子化させる際、各色成分の
影響を加味して量子化することで良好な出力カラー画像
データを生成することを可能ならしめる画像処理装置を
提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］この課題を解決する本発明の画像処理装置は、例えば
以下に示す構成を備える。すなわち、入力デジタル画像データの各色成分データを色成分毎
に処理し、当該処理した色成分毎の画像データを合成し
て出力画像データを形成させるための画像処理装置であ
って、出力画像データの元になる各色成分のデジタルデータ
を入力する入力手段と、該入力手段で入力した色成分のデジタルデータの階調
数を、当該階調数よりも小さい階調数のデジタルデータ
に量子化する量子化手段とを備え、前記量子化手段は、注目画素位置における注目色成分
の入力データを量子化する際、少なくとも注目画素位置
近傍の注目色成分に対する他の色成分の量子化済みデー
タを参照し、特異なテクスチャパターンの発生を抑制す
るように量子化することを特徴とする。

［実施例］以下、添付図面に従つて本発明に係る実施例を詳細に
説明する。

〈第１の実施例の説明〉第１図に本実施例の画像処理装置の２値化処理に係る
主要構成を示す。

尚、この画像処理装置はあらゆる画像処理手段の中間
調表現制御機能部分のみを示したものであつて、ホスト
コンピユータ部（ハード、もしくはソフトとして）、プ
リンタ等の出力機器内部、イメージスキヤナなどの入力
機器内部に組み込むことも可能である。本実施例では、
カラーイメージスキヤナを想定して説明する。

本第１の実施例のイメージスキヤナはＧ（グリー
ン）,B（ブルー）,R（レツド）の順で原稿の読み込みが
可能であり、G,B,Rそれぞれ線順次で画像を読み込みな
がら２値化を施して出力するものとする。

まず、多値画像信号Ixyを入力する。通常の誤差拡散
法と同様に、注目画素は入力補正手段102において、周
辺隣接画素の誤差分の総和を加算して入力補正を行な
う。入力補正した信号Ｉ′xyは２値化手段103に取り込
まれ、閾値Txyと比較することで２値化信号Pxyを出力す
る。差分演算手段104は、この２値化信号Pxyと補正済み
信号Ｉ′xyを受けて、それらの差分Exyを取り、誤差配
分演算手段105に出力する。誤差配分演算手段105はこの
差分Exyを受け、誤差メモリ106中の拡散マトリクス内の
Ａ〜Ｌで示された各画素位置に、各々に対して予め割り
当てられた重み係数に従つて拡散・累積させる。そし
て、次の注目画素の処理時には、誤差メモリ106の画素
Ａに累積された誤差値を入力補正手段102へと送られ
る。

前述した処理が誤差拡散法の主要な処理内容である。

本第１の実施例では閾値Txyの決定方法に特徴があ
る。

すなわち、線順次入力される画素データに対する閾値
Txyを、既に２値化した数ライン分の３色（G,B,R）デー
タからウインドウを作製して、それを基に変更していく
ものである。

図中130a〜130cは２値化した数ライン分（実施例では
４ライン分）の情報を格納しているRAM（FIFO）を示
し、それぞれG,B,Rの２値データが保存されている。こ
れらのRAMにデータを格納するときには、セレクタ134に
よつて夫々の格納先を切り換える。

前記G,B,Rの注目画素近傍の数ライン分の２値化保存
データの同一座標を取り出し、OR処理を施し、ウインド
ウ131を作製する（＊印は注目画素）。

ところで、一般的に誤差拡散法による２値化では、ハ
イライト部でのドットのつながり、及び高濃度部での白
抜けのつながりは斜め方向に発生することが多く、中低
濃度部での鎖状の不快なテクスチヤも斜め方向にドット
が並ぶことによつて規則的なパターンを作り出してい
る。

そこで、ウインドウ131では前述した様に、斜め方向
のドットのつながり、すなわちテクスチヤが発生してい
るか否かを判断する。

すなわち本実施例では、G,B,Rそれぞれが２値化にお
いて不快なテクスチヤを形成していないとしても、３色
のパターンの合成により、視覚的にテクスチヤが発生す
ることにする対策となる。

エッジ部検出手段111により、ウインドウ内の斜め線
の発生が文字等のエッジ部によるものなのか、２値化処
理によつて発生したテクスチヤなのかを判断する。イメ
ージスキヤナにおいて、エッジ部検出は２値化の走査と
同時に行なつても良いし、又、プレスキヤンにおいて予
め行なつても良い。尚、このエツジ検出手段111は公知
の技術を採用するものとする。例えば、注目画素近傍の
近傍画素群のIxyを調べ、濃度変化が急峻であるときに
エツジ部と判断する。

第２図にドットのつながりの一例を示す。201,202,20
3はそれぞれ既に２値化したＧデータ,Bデータ,Rデータ
のウインドウを示し、今、線順次によりＧのデータの走
査、２値化を行なつているものとする（＊印は注目画
素）。Ｂデータ,Rデータの注目画素と同列のデータは２
値化未処理の為、“−”印で示してある。

すなわちウインドウ201,202,203のそれぞれでは均一
に中間調が表現されていても（不快なテクスチヤが発生
していなくても）、それぞれのパターンによる合成ウイ
ンドウ204に示す様な、“0"の斜め方向のつながり（例
えばCRT上であるとＧ＝0,B＝0,R＝０より黒抜け）が生
じてしまい、視覚的には非常に目立つテクスチヤとなつ
て表われる。

そこで第１図に示したパターン認識手段132が、文字
等のエッジ部ではない中間調の部分に各色の２値化の合
成による不本意なテクスチヤが発生していると認識した
場合、閾値決定手段133により注目画素の２値化閾値を
変更して、ドットのつながりを断つ（断ち易い）様にす
る。

例えば第２図においては注目画素の閾値を上げて注目
画素を“0"にさせる（或いは、なりやすい）様な閾値Tx
yを発生し、多くの誤差分を隣接画素に拡散させて“0"
の斜め方向のつながりを消す様にする。

この様なウインドウパターンに応じての閾値変化は予
めROM内に格納しているLUT（ルツクアツプテーブル）に
よるパターンマツチングを用いると容易である。

前述した様に決定した閾値Txyにより２値化した２値
信号Pxyは出力すると同時にセレクタ134を介してRAM130
a〜130c内に格納されて、後の画素の２値化に用いられ
る。

〈第２の実施例の説明〉第３図に第２の実施例における２値化処理に係る主要
構成を示す。第１図と同一の処理を行う箇所には同一符
号を付してある。但し、本第２の実施例ではカラープリ
ンタに出力することを想定して述べる。すなわち、R,G,
BデータからＹ（イエロー）,M（マゼンタ）,C（シア
ン）データに変換し、そして墨生成してＫ（ブラツク）
を加え、YMCK多値データを２値化する場合である。

前述した実施例と同様、300a〜300dは既に２値化した
数ライン分の情報を格納しているRAMを示し、それぞれ
Y,M,C,Kの２値データが保存されている。

前述した４種の保存データから注目画素近傍の同一座
標の２値データを取り出し、色選択加算手段301に送ら
れる。

色選択加算手段301は各プリンタの色の出力特性によ
り、テクスチヤが発生した時の目立ちやすさの係数を乗
じる為の手段である。すなわち、どのプリンタにしても
一般的に“Y"は目立ちづらいため、テクスチヤが発生し
ても視覚上にさほど影響が無い。しかし、“K"がテクス
チヤを発生した場合には、視覚的に非常に不快感を覚え
る。そこでプリンタのインク特性等を考えて、予め出力
機器に前記係数をセツトしておく。例として、YMCKの係
数をそれぞれK_Y，K_M，K_C，K_Kとすると K_Y＝1,K_M＝3,K_C＝2,K_K＝３とする。すなわち色選択加算手段により、上記の様に色
ごとに重み付けを施し、第１の実施例の如く、単純なOR
処理ではなく、０〜３の４値情報としてウインドウ131
を作製する。

詳細を第４図を例にして説明する。400,401,402,403
はそれぞれYMCKのウインドウを示している。これを前述
した重み付けの係数を乗じた値をウインドウ合成手段40
4に送る。この係数を乗じる手段と、ウインドウ合成手
段が第３図で示す色選択加算手段301に含まれている。

ウインドウ合成手段では与えられた４色のデータより
ウインドウを作製するわけであるが、同一座標の４色デ
ータの内、最も大きい値をその座標の値とする。この様
にして作製した合成ウインドウ405により第１の実施例
と同様ROM内のLUT（ルツクアツプテーブル）によつパタ
ーンマツチングとして閾値Txyを決定する。

〈第３の実施例の説明〉第５図に第３の実施例における２値化処理に係る主要
構成を示す。第１図と同一の処理を行う箇所には同一符
号を付してある。但し、本第３の実施例ではイメージス
キヤナを想定して述べる。

本第３の実施例におけるイメージスキヤナはＧ（グリ
ーン）,B（ブルー）,R（レツド）の順で原稿の読み込む
ものであり、G,B,Rそれぞれ面順次で画像を読み込みな
がら２値化を施して出力するものとする。

今、RAM101には、２値化手段からの出力であるPxyの
うち、“G"成分の１画面分の２値化データが既に格納さ
れており、今現在においては“B"成分の多値信号Ixyの
２値化処理を行つているものとして説明する。

先の第1,第２の実施例と同様、入力した“B"成分の多
値画素信号Ixyは入力補正手段102で既に２値化された画
素群から発生した誤差の累積値と加算され、２値化手段
103で２値化信号Pxyとして２値化される。

ここで、２値化されたＢ成分の２値化データPxyはRAM
107に記憶・格納される。

本第３の実施例においては、既に２値化が終了してい
る“G"成分データのRAM101のデータに基づいて２値化処
理を施している最中のＢデータの配列を変更していくも
のである。

先に説明したように、ハイライト部でのドツトのつな
がり、及び高濃度部での白部けのつながりは斜め方向に
発生することが多く、中低濃度部での不快なテクスチヤ
も斜め方向にドツトが並ぶ。

本第３の実施例では現在２値化された“B"成分データ
及びそれと同一位置の“G"成分の２値化データをウイン
ドウ108として展開し、ウインドウ配列変換手段109に送
る。

ウインドウ配列変換手段109の処理内容を第６図を例
にして説明する。

ウインドウ601内のデータはRAM101に記憶されていた
“G"成分データに対する２値化データ、ウインドウ602
のそれはRAM107に格納された“B"成分データの２値化デ
ータである。尚、ここでは“G"成分データのウインドウ
601でテクスチヤが認識されたとする。この場合、実施
例では“B"成分の２値化データの配列を変えることによ
つて、“G"成分データのテクスチヤを視覚的に見えずら
くする（不快度の軽減）。すなわち、ＢデータをＧデー
タウインドウ内の斜め線の周辺に配置させる様に変更さ
せ（配列変更手段603）、G,B両データを加算させると加
算データウインドウ604に示すようになる（第５図のウ
インドウ110）。配列変換後のＢデータは再びRAM107に
戻され、記憶格納される。

さて、本第３の実施例で注意しなければならないの
は、配列を変更しようとしているＢデータが、はたして
本当に変更してしまつて良いのかということである。す
なわち、中間調画像領域中であれば、微小ウインドウ内
で所定色成分のドツト配置を変更しても濃度が保存され
るから平気ではあるが、文字・線画等の２値化画像領域
のエツジ部であると劣化してしまうからである。そこ
で、本実施例では、第５図に示す様にエツジ検出手段11
1を設け、これよりエツジである旨の信号を受けたとき
のみ上述した変更処理を行うようにした。こうして、４
ライン分ずつ入力する毎にそのドツト配置位置を変更処
理（必要なとき）を行つていくが、変更されるされない
にかかわらずその２値化データは出力対象の２値化デー
タＰ′xyとして出力されると共に、RAM101に格納し次の
“R"成分の２値化処理に備える。

尚、以上の操作は予めROM内に格納しているLUT（ルツ
クアツプテーブル）によるパターンマツチングを用いる
と容易である。

このウインドウ処理は、特に注目画素を必要とせず、
誤差拡散法とは全く独立であるため、誤差拡散法による
２値化のすぐ後からウインドウの操作を行つても良い
し、既に１ページ分の２値化処理したＢデータに対して
ウインドウの操作を行つても良い。

また、本第３の実施例ではG,B両データの入力はイメ
ージスキヤナの面順次のときと想定して説明したが、線
順次方式においてもそれぞれが数ライン分のメモリを保
持していれば、１ページ分のメモリを持たなくとも同様
に処理ができる。また、G,Bの２種類のデータについて
説明したが、G,B,Rの３種類のデータに対してテクスチ
ヤの目立たない様に相互補正（配列変え）したり、ま
た、プリンタ等においてのY.M,C,Kの４種類においても
同様に処理ができる。

〈第４の実施例の説明〉第７図に第４の実施例における２値化処理に係る主要
構成を示す。第１図と同一の処理を行う箇所には同一符
号を付してある。

先の第３の実施例では、RAM101には２値化した後の色
データ（Ｇデータ）１ページ分を記憶していたが、本第
４の実施例ではこの記憶容量を減らすため、及び処理の
高速化のため、その格納されるデータを吟味する。

２値化手段は入力した補正済み画素データと与えられ
た閾値とを比較することで２値化信号Pxyを出力すると
同時にウインドウ108をかける。ウインドウ108内に斜め
方向のテクスチヤが発生していると認識されると（パタ
ーン認識手段120）、パターン番号（パターン種）及び
ウインドウの座標データをRAM101に格納する。すなわ
ち、２値信号を全てそのまま保存・格納するのではなく
テクスチヤの現れた部分，及びテクスチヤのパターン種
のみを保存格納して、２色目データ（Ｂデータ）の２値
化の際にその座標部の時のみに配列変換の処理を施す構
成を取る。ウインドウ内のパターンが２値化によるテク
スチヤか、又は原信号かを判断するため、エツジ部検出
手段111を併用することは第３の実施例と同様である。

〈第５の実施例の説明〉第５の実施例における２値化ドツトの配列の変更方法
を第８図（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。

401aは１色目に２値化したウインドウパターンを示
し、ハイライト部に良く見られるドツトのつながりが生
じている状態である。そこで、401bに示した様に、ドツ
トのつながりをドツト間に直線を引いて考えてみる。す
ると、２色目に２値化したドツトがこの直線上に配され
ると１色目よりも余計にドツトのつながりが助長される
ことがわかる。そこで、401cに示した様に、401bの直線
上に乗つた画素（図示の“×”印）を除く様に２色目の
ドツトの配置位置の変更を行う。つまり、401cの“×”
印以外の画素が全てドツトが埋まつて、まだ余りがある
場合に“×”印位置にも配するようにする。以上に示し
た配列変更方法をとることにより、１色目のドツトのつ
ながり（テクッスチヤの表れ）を２色目により打ち消す
ことができる。但し、この処理は、注目している画素付
近が２値画像のエツジ部にあるときには行わないように
する。

〈第６の実施例の説明〉第６の実施例を第９図を用いて説明する。

第９図は先の第８図と同様、２値化ドツトの配列変更
処理を示す図である。

尚、本第６の実施例では出力対象をY,M,C,Kのプリン
タを想定する。

501は１色目（Ｍとする）の２値化によりテクスチヤ
が発生しているウインドウパターンを示している。この
テクスチヤを視覚的に軽減する様に、２色目（Ｃとす
る）のドツト配列を考えるわけであるが、先ず、２色目
の２値化によるウインドウ502内のドツト数を数える
（ドツト数計算手段）。また、１色目のウインドウパタ
ーンからテクスチヤを軽減させる為のドツトの配列を考
え、予めROM中にドツトを増やしていく配列の優先順位
を格納させておく。すなわち、504に示したように、ウ
インドウパターン501のドツトのある位置をなるべく２
色目は重ならない様に、且つ、テクスチヤを消していく
（軽減していく）様にドツト配列優先順位を決めてお
く。

ドツト数計算手段503により、“C"成分のウインドウ5
02中の“C"のドツト数は６個であるので、優先順位の高
い“1"から“6"までの位置にドツトを配するようにす
る。すなわち、最終的に“M"ウインドウ501と優先順に
よりドツト配列を変更した“C"ウインドウの合成は505
に示すた様になり、テクスチヤの視覚的不快度は減少す
る。

尚、以上述べた実施例において、ドツトの配列変換は
発色性、混色等の観点からなるべく微小面積内に留めて
おくことが必要である。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、入力したデジタ
ルカラー画像データを、より階調数の少ない出力カラー
画像データに量子化させる際、各色成分の影響を加味
し、特異なテクスチャパターンの発生を抑制するよう量
子化することで、良好な出力カラー画像データを生成す
ることが可能になる。

また、請求項第２項の構成を有することで、濃度を保
存した２値カラー画像データを生成することが可能にな
る。

また、請求項第３項の構成を備えることで、各色成分
の合成よるテクスチャの発生を制御することが可能にな
る。

更に、請求項第４項の構成を備えることで、濃度のな
だらかな部分に対して機能させることで、例えば実質的
に同じ濃度が連続する部分での出力画像データの品位を
良好にすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例におけるブロツク構成図、第２図は第１の実施例におけるウインドウ合成概要を説
明するための図、第３図は第２の実施例におけるブロツク構成図、第４図は第２の実施例におけるウインドウ合成概要を説
明するための図、第５図は第３の実施例のおけるブロツク構成図、第６図は第３の実施例における注目色成分の２値化処理
の概要を示す図、第７図は第４の実施例におけるブロツク構成図、第８図（Ａ）〜（Ｃ）は第５の実施例における注目色成
分に２値化処理の概要を示す図、第９図は第６の実施例における注目色成分の２値化処理
の概要を示す図である。図中、102…入力補正手段、103…２値化手段、104…差
分演算手段、105…誤差配分演算手段、106…誤差メモ
リ、111…エツジ部検出手段、132…パターン認識手段、
133…閾値決定手段、134…セレクタ、301…色選択加算
手段、404…ウインドウ合成手段、503…ドツト数計算手
段である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力デジタル画像データの各色成分データ
を色成分毎に処理し、当該処理した色成分毎の画像デー
タを合成して出力画像データを形成させるための画像処
理装置であって、出力画像データの元になる各色成分のデジタルデータを
入力する入力手段と、該入力手段で入力した色成分のデジタルデータの階調数
を、当該階調数よりも小さい階調数のデジタルデータに
量子化する量子化手段とを備え、前記量子化手段は、注目画素位置における注目色成分の
入力データを量子化する際、少なくとも注目画素位置近
傍の注目色成分に対する他の色成分の量子化済みデータ
を参照し、特異なテクスチャパターンの発生を抑制する
ように量子化することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記量子化手段は、閾値を用いて２値化す
る２値化手段であり、量子化手段は、従前の量子化で発
生した量子化誤差で注目画素位置の注目色成分の入力デ
ータを補正する補正手段を含むことを特徴とする請求項
第１項に記載の画像処理装置。
【請求項３】前記２値化手段は、注目画素位置における
注目色成分の入力データを量子化する際、少なくとも注
目画素位置近傍の注目色成分に対する他の色成分の量子
化済みデータの２値化パターンが特異なテクスチャパタ
ーンになる場合、前記閾値を調整することを特徴とする
請求項第２項に記載の画像処理装置。
【請求項４】更に画像の濃度変化の急峻なエッジを検出
するエッジ検出手段を備え、前記量子化手段は、注目画素位置が前記エッジ検出手段
で非エッジ部位に位置することを検出した際に、注目画
素位置近傍の注目色成分に対する他の色成分の量子化済
みデータを参照し、特異なテクスチャパターンの発生を
抑制するように量子化することを特徴とする請求項第１
項に記載の画像処理装置。